Prototypage simple, rapide et pratique

Petite question : Savez-vous comment souder facilement manuellement un boîtier 54-SMD (Figure 1) ?

Figure 1 : Le soudage manuel de composants à montage en surface, comme le module GNSS ZED-F9T de u-blox, est pratiquement impossible pour le prototypage. (Source de l'image : u-blox)

Je ne sais pas non plus.

La manipulation des produits à montage en surface n'est certes pas impossible, mais elle peut tout à fait constituer un obstacle et une barrière. Heureusement pour nous, je n'ai pas besoin de m'attarder sur les techniques de soudage avancées, car il existe un autre moyen : je peux facilement et rapidement réaliser des prototypes avec des cartes de développement.

Les cartes de développement — y compris les produits tels que les cartes d'évaluation, les cartes de démonstration et les cartes Breakout d'évaluation — sont des circuits imprimés équipés de composants qui présentent le composant principal d'une manière pratique. Les cartes comportent un produit spécifique — tel qu'un microcontrôleur, un capteur, un bouton-poussoir, un module de communication ou un microphone — afin d'explorer les capacités du dispositif. Elles peuvent également combiner divers composants pour servir un objectif spécifique, par exemple la communication. Les cartes peuvent présenter une conception simple, où le composant principal est monté sur un circuit imprimé avec des brochages pratiques, ou une conception complexe, où la carte est densément équipée de tous les composants nécessaires, tels que des composants passifs, des connecteurs, des boutons, des LED, des convertisseurs et plus.

Un avantage considérable est que ces cartes de développement sont déjà conçues, équipées et prêtes à l'emploi. L'alternative consistant à se procurer le dispositif original et les composants approuvés, à concevoir la carte et à attendre que tout soit livré, peut prendre des semaines, voire plus (Tableau 1). En comparaison, avec une carte de développement en stock chez DigiKey, vous pouvez commencer le prototypage très rapidement.

Tableau 1 : Comparaison des délais d'approvisionnement pour la conception d'une carte d'évaluation/de développement à partir de zéro et de l'achat d'une carte prête à l'emploi.

Revenons sur ma question précédente concernant le soudage d'un boîtier 54-SMD. Cette question découle de mes recherches sur le module GNSS ZED-F9T de u-blox, un petit dispositif qui offre une précision de l'ordre du centimètre. Je pourrais passer un temps considérable à analyser les 54 affectations de broches de la fiche technique, à créer une nomenclature sur MyLists, à construire un circuit imprimé DKRed et à attendre que tout arrive... Ou alors je peux simplement acheter la carte Breakout ZED-F9T de Sparkfun (Figure 2), pré-chargée avec le dispositif et les accessoires nécessaires, et me mettre immédiatement au travail. Cette carte me permet de commencer à travailler sur une démonstration de faisabilité beaucoup plus rapidement que si je partais de zéro.

Figure 2 : La carte Breakout GNSS ZED-F9T de Sparkfun permet l'évaluation rapide du module GNSS ZED-F9T de u-blox. (Source de l'image : Sparkfun)

Le produit Sparkfun intégrant le module u-blox met en lumière un autre point : les cartes de développement peuvent être produites par le fabricant du dispositif ou par des entreprises tierces. Des fabricants tels que STMicroelectronics, qui produit les microcontrôleurs STM32, proposent un large éventail de cartes de développement s'étendant d'options simples et économiques (telles que les cartes Nucleo) à des cartes d'évaluation plus complexes et complètes. Vous trouverez ici plus d'informations sur les différentes options de matériel de prototypage STM32 de ST.

Des fournisseurs tiers — dont Adafruit, Sparkfun, Seeed, MikroElektronika et DFRobot — proposent une multitude de cartes de développement innovantes pour aider les ingénieurs et les concepteurs à se lancer, en simplifiant l'utilisation des cartes et en fournissant des exemples de projets ainsi que des instructions de connexion et des codes pour commencer.

Principales caractéristiques des cartes de développement

Le Tableau 2 présente quelques exemples de cartes de développement et leurs fonctionnalités :

Tableau 2 : Brève description de quelques exemples de cartes de développement et de leurs fonctionnalités clés.

Principales caractéristiques des plateformes

Le Tableau 3 présente trois plateformes de cartes de développement populaires que les concepteurs peuvent utiliser pour leurs projets.

Tableau 3 : Quelques plateformes de cartes de développement populaires.

Les cartes de développement varient en termes de prix, d'objectif, de robustesse et de finalité. Les ingénieurs professionnels peuvent utiliser les cartes de développement pour accélérer les démonstrations de faisabilité (Figure 3) et obtenir de l'aide pour concevoir un dispositif, de la carte Breakout à la conception finale. Les étudiants, les passionnés et les makers, quant à eux, apprécieront l'accessibilité et le prix des cartes de développement, qu'ils pourront également intégrer dans leurs conceptions.

Figure 3 : L'utilisation de cartes d'évaluation/de développement, telles que la carte d'évaluation de chargeur de batterie ETA9740 de Seeed illustrée ici, permet de gagner un temps de conception considérable. (Source de l'image : créée par l'auteur à partir d'une image de Seeed)

Conclusion

Que vous soyez un étudiant réalisant un projet de fin d'études ou un ingénieur R&D validant un concept, peu d'outils rivalisent avec une carte de développement en termes d'accessibilité et d'efficacité. Ces cartes facilitent le prototypage rapide, et vous aident à concrétiser rapidement vos idées et à passer sans heurts d'un schéma à une solution de qualité professionnelle.